Fiziki Bilimler

Uzaydaki Radyasyon


İng. Space Radiation

Uzaydaki ışınımdır. Uzay radyasyonu, Dünya’da deneyimlediğimiz türde bir radyasyon değildir, üç çeşit radyasyondan oluşmaktadır; Dünya’nın manyetik alanına hapsolmuş parçacıklar, Güneş patlamaları sırasında uzaya fırlatılan parçacıklar (Güneş Parçacığı Olayları) ve Güneş sistemimizin dışından gelen yüksek enerjili protonlar ve ağır iyonların bulunduğu Galaktik Kozmik Işınlar.

İlk olarak, Dünya’nın etrafını saran iki devasa radyasyon halkası bulunmaktadır: Van Allen kuşakları. İç radyasyon kuşağı ve dış radyasyon kuşağı olmak üzere iki bölgeden oluşmaktadırlar. Van Allen Kuşakları’nın yüksek radyasyona sahip olmasının temel sebebi, hapsettiği iki proton ve iki nötrondan oluşan çekirdeklerdir. Radyasyon kuşakları daha önceden teorik olarak biliniyordu. Ancak, Amerikalı James Van Allen tarafından Explorer I ve Explorer II uyduları aracılığıyla Şekil 1’de gösterilen Van Allen Kuşaklarının keşfi sağlandı. Bu kuşakların özelliği, uzayda hareket halinde olan yüklü parçacıkları Dünya’nın jeomanyetik alanında hapsediyor olmasıdır. Hapsolmuş parçacıklar üç periyodik hareketin birleşimi ile hareket etmektedirler. Dünya’nın alan çizgileri etrafındaki dairesel hareketi, iki ayna noktası arasındaki alan çizgileri boyunca salınım hareketi ve Dünya’nın etrafında boylamasına sürüklenme hareketidir.1

İkinci radyasyon kaynağına geldiğimizde, Güneş parçacığı olayları olarak adlandırılır ve enerjik elektronların, protonların, alfa ve daha ağır parçacıkların gezegenler arası uzaya enjeksiyonlarıdır. En enerjik parçacıklar, Güneş’teki olaydan sonraki onlarca dakika içinde Dünya’ya ulaşırken, düşük enerjili olanların ortalama bir gün içinde ulaşmaktadır. Manyetosfer etrafındaki gezegenler arası uzayda radyasyonu geçici olarak arttırmakta ve kutup bölgelerindeki alçak irtifalara nüfuz edebilmektedirler. Güneş’in aktivitesi, dört aktif olmayan yıl (güneş minimumu) ve yedi aktif yıl (güneş maksimumu) olarak hesaplanan 11 yıllık bir döngü ile karakterize edilmektedir. Güneş’ten gelen elektromanyetik radyasyon, parçacıklar ve manyetik alanlardaki değişikliklerin Dünya’yı çevreleyen uzay üzerinde önemli bir etkisi vardır. Güneş maksimumu sırasında artan güneş patlamaları ve koronal kütle püskürmeleri gibi olaylar, Dünya’da güneş parçacık olaylarını ve jeomanyetik fırtınaları doğurur. Şekil 2’de güneş patlaması görüntüsü verilmiştir.2

Uzay radyasyonunun bahsi geçen bileşenleri, hidrojenden (protonlar) demire (2’den büyük yüklere sahip yüksek enerjili çekirdeklere, bu çekirdekler HZE parçacıkları olarak da bilinmektedir) yüksek enerjili ve yüklü çekirdekleridir.3 Bu parçacıklar Galaktik kozmik ışınların parçasıdır ve gezegenlerararası uzaya nüfuz edebilmektedirler, bu ışınlar %85 proton, %14 helyum ve %1 ağır parçacıkları içerir. Başka bir deyişle, Galaktik kozmik ışınlar neredeyse ışık hızında seyahat ederken, tüm elektronları sıyrılmış, ağır ve yüksek enerjili element iyonlarıdır.4 Şekil 3’te bulunan fotoğraf Mars yüzeyine düşen Galaktik kozmik ışınları göstermektedir. Galaktik kozmik ışınlar soluk beyaz noktalar olarak görünürken, yıldızlar ise beyaz çizgiler olarak görünmektedir.


Kaynakça

1 Holmes-Siedle, A., ve Adams, L. (2002). Handbook of Radiation Effects (2. Baskı). Oxford University Press.

2 What is space radiation? (20 Ekim 2021). NASA. https://srag.jsc.nasa.gov/spaceradiation/what/what.cfm

3 Schimmerling, W. (2 Mayıs 2011). The Space Radiation Environment: An Introduction Walter Sch. NASA. https://three.jsc.nasa.gov/concepts/SpaceRadiationEnviron.pdf

4 Why Space Radiation Matters. (9 Ekim 2019). NASA. https://www.nasa.gov/analogs/nsrl/why-space-radiation-matters.

5 Space Radiation. (31 Ekim 2019). NASA. https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/space_radiation_ebook.pdf

Şekil Yazıları

Şekil 1. Van Allen Kuşakları2

Şekil 2. Güneş Patlaması2

Şekil 3. GCR, bu resimde noktalar olarak görülmektedir. Görüntü: NASA’ dan alınmıştır.5


Yazarlar